带有旁路的壳管式设备的制作方法

文档序号:20167166发布日期:2020-03-24 21:49阅读:来源:国知局

技术特征:

1.壳管式设备(10;11;13),所述壳管式设备(10;11;13)包括:

-至少一个入口通道(12;71),所述至少一个入口通道(12;71)设有用于引入第一流体(14)的至少一个管侧入口喷嘴(28);

-至少一个出口通道(16;70),所述至少一个出口通道(16;70)设有用于排出所述第一流体(14)的至少一个管侧出口喷嘴(30);

-多个管束管(24;74;79),所述多个管束管(24;74;79)具有与所述入口通道(12;71)流体连通的第一开放端和与所述出口通道(16;70)流体连通的第二开放端;

-至少一个管板(22;72),所述至少一个管板(22;72)连接到所述多个管(24;74;79)的第二开放端;

-壳(26;73),所述壳(26;73)密封地包围所述管束管(24;74;79)周围的室,其中所述壳(26;73)设有用于将第二流体引入所述室中的至少一个壳侧入口喷嘴(32),且设有用于将所述第二流体在通过所述管束管(24;74;79)与所述第一流体(14)间接热交换之后从所述室排出的至少一个壳侧出口喷嘴(34);以及

-旁路系统,所述旁路系统用于将所述第一流体(14)的出口温度(t3)控制在目标值处,

所述壳管式设备(10;11;13)的特征在于,所述旁路系统包括:

-至少一个箱(36),所述至少一个箱(36)安装在所述出口通道(16;70)内侧,所述箱(36)设有至少一个开口或导管(46)、调节阀(44)和箱管板(48);

-多个旁路卡口管(38),所述多个旁路卡口管(38)通过所述箱管板(48)与所述箱(36)流体连通,其中每个卡口管(38)从所述箱管板(48)延伸到所述管束管(24;74;79)的第一开放端与第二开放端中间的点,且部分地插入对应的管束管(24;74;79)中,以便在每个管束管(24;74;79)与对应的卡口管(38)中间形成环形间隙,由此取决于所述调节阀(44)的位置,所述第一流体(14)流分成在所述环形间隙中流动的主流(58)以及在所述卡口管(38)中流动的旁路流(60),且所述主流(58)在第一温度值(t1)下从所述管束管(24;74;79)排出,而所述旁路流(60)在不同于所述第一温度值(t1)的第二温度值(t2)下从所述旁路系统排出。

2.根据权利要求1所述的壳管式设备(10;11;13),其特征在于,所述第一流体是待冷却的第一流体,所述第二流体是第二冷却流体,且所述第二温度值高于所述第一温度值。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的壳管式设备(10;11;13),其特征在于,所述旁路系统包括分隔壁(40),所述分隔壁(40)将所述出口通道(16;70)分成第一室(52)和第二室(54),所述第一室(52)包围与所述管束管(24;74;79)的第二端流体连通的所述出口通道(16;70)的第一部分,所述第二室(54)包围与所述管侧出口喷嘴(30)流体连通的所述出口通道(16;70)的第二部分。

4.根据权利要求3所述的壳管式设备(10;11;13),其特征在于,所述分隔壁(40)设有使所述第一室(52)与所述第二室(54)连通的至少一个开口或导管(56),其中所述第一室(52)与所述管束管(24;74;79)连通且收集所述主流(58),而所述第二室(54)通过所述至少一个开口或导管(56)与所述第一室(52)连通,与所述箱(36)连通,且与所述管侧出口喷嘴(30)连通,由此所述第二室(54)收集所述主流(58)和所述旁路流(60),以用于将组合流(18)输送到所述管侧出口喷嘴(30)。

5.根据权利要求4所述的壳管式设备(10;11;13),其特征在于,所述第二室(54)通过开口或导管(46)与所述箱(36)连通,所述箱(36)的所述开口或导管(46)设有所述箱(36)的所述调节阀(44),所述调节阀(44)调节可用于所述旁路流(60)的所述箱(36)的所述开口或导管(46)的空出的截面积。

6.根据权利要求4或权利要求5所述的壳管式设备(10;11;13),其特征在于,所述分隔壁(40)的开口或导管(56)设有调节阀(42),所述调节阀(42)调节可用于所述主流(58)的所述分隔壁(40)的所述开口或导管(56)的空出的截面积。

7.根据权利要求1至权利要求6中任一项所述的壳管式设备(10),其特征在于,它包括在所述入口通道(12)的下游与所述入口通道(12)流体连通的入口管板(20)以及在所述出口通道(16)的上游与所述出口通道(16)流体连通的第二出口管板(22),其中每个管束管(24)在其所述第一开放端处连接到所述入口管板(20),且在其所述第二开放端处连接到所述出口管板(22),所述管束管(24)使所述入口通道(12)与所述出口通道(16)流体连通。

8.根据权利要求1至权利要求6中任一项所述的壳管式设备(11),其特征在于,它包括与所述入口通道(71)和所述出口通道(70)流体连通的单个管板(72),其中所述出口通道(70)包围所述入口通道(71),其中所述出口通道(70)与所述入口通道(71)之间没有直接连通,且其中每个管束管(74)在其所述第一开放端处连接到所述单个管板(72)且与所述入口通道(71)流体连通,且在其所述第二开放端处连接到所述单个管板(72)且与所述出口通道(70)流体连通,使所述入口通道(71)与所述出口通道(70)流体连通。

9.根据权利要求1至权利要求6中任一项所述的壳管式设备(13),其特征在于,所述管束管(79)在连接到第一管板(72)的其所述第一开放端与连接到所述第一管板(72)的其第二开放端中间设有与中间管板(76)的中间连接,所述壳管式设备(13)优选地包括中间通道(77),所述中间通道(77)连接到所述中间管板(76)或所述壳(73)且与所述管束管(79)流体连通,其中每个卡口管(38)优选地从所述箱管板(48)延伸到所述中间管板(76)与所述第一管板(72)中间的点,且部分地插入对应的管束管(79)中。

10.根据权利要求1至权利要求9中任一项所述的壳管式设备(10;11;13),其特征在于,所述卡口管(38)具有彼此不同的形状和尺寸,但每个卡口管(38)的外径总是小于所述对应的管束管(24;74;79)的内径,以便允许卡口插入且形成所述环形间隙。

11.根据权利要求1至权利要求10中任一项所述的壳管式设备(10;11;13),其特征在于,所述卡口管(38)仅插入第一组的管束管(24;74;79)中,而其余组的管束管(24;74;79)没有卡口管(38)。

12.借助于旁路系统将来自壳管式设备(10;11;13)的第一流体的出口温度控制在目标值处的方法,所述方法包括:

-通过设在所述入口通道(12;71)上的管侧入口喷嘴(28)来将第一流体(14)引入入口通道(12;71)中,

-将所述第一流体(14)分配到多个管束管(24;74;79)中,所述多个管束管(24;74;79)具有与所述入口通道(12;71)流体连通的第一开放端和与出口通道(16;70)流体连通的第二开放端,所述第二开放端连接到管板(22;72),

-取决于调节阀(44)的位置,将所述第一流体(14)分成在所述旁路系统的多个旁路卡口管(38)中流动的旁路流(60)以及在每个管束管(24;74;79)与对应的旁路卡口管(38)中间形成的环形间隙中流动的主流(58),所述旁路系统包括设有开口或导管(46)、所述调节阀(44)和箱管板(48)的箱(36),其中每个卡口管(38)从所述箱管板(48)延伸到所述管束管(24;74;79)的第一开放端与第二开放端中间的点,且部分地插入对应的管束管(24;74;79)中,所述多个旁路卡口管(38)通过所述箱管板(48)与所述箱(36)流体连通,所述箱(36)安装在所述出口通道(16;70)内侧;

-通过设在密封包围所述室的壳(26;73)上的壳侧入口喷嘴(32)来将第二流体引入所述管束管(24;74;79)周围的室中,

-通过设在所述壳(26;73)上的壳侧出口喷嘴(34)来将所述第二流体在通过所述管束管(24;74;79)与所述第一流体(14)间接热交换之后从所述室排出,

-将所述主流(58)在第一温度值(t1)下从所述管束管(24;74;79)的环形间隙排出到所述出口室(16;70)中,

-将所述旁路流(60)在不同于所述第一温度值(t1)的第二温度值(t2)下从所述旁路系统排出到所述出口室(16;70)中,

-通过设在所述出口通道(16;70)上的管侧出口喷嘴(30)来将所述第一流体(14)在出口温度(t3)下从所述出口通道(16;70)排出。

13.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,所述第一流体是待冷却的第一流体,所述第二流体是第二冷却流体,且所述第二温度值高于所述第一温度值。

14.根据权利要求12或权利要求13所述的方法,其特征在于,所述方法包括:

-在排出所述第一流体之前,将所述主流(58)和所述旁路流(60)重新组合成所述第一流体的组合流(18),其在所述出口温度(t3)下。

15.根据权利要求12至权利要求14中任一项所述的方法,其特征在于,所述第一流体(14)分成的所述主流(58)的量和所述旁路流(60)的量通过所述调节阀(44)来调节。

16.根据权利要求12至权利要求15中任一项所述的方法,其特征在于,所述方法包括:

-如果所述第一流体的出口温度(t3)不在所述目标值处,调整所述调节阀(44)的位置,以便改变所述主流(58)和所述旁路流(60)的量。

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